基于CAN总线的温室控制系统研究

作     者：李泉华 

作者单位：青岛科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李成利

授予年度：2009年

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：温室温湿度 CAN总线 单总线 模糊控制 

摘      要：温室是设施农业的重要组成部分,国内外温室种植业的实践经验表明,提高温室的自动控制和管理水平可充分发挥温室农业的高效性。本文总结了温室系统的特点(非线性、大滞后、强耦合),并结合模糊控制的知识,把模糊控制技术、计算机技术、信息网络技术、应用于温室控制系统的设计与研究,并将CAN总线技术引人温室环境监控领域,设计开发了基于CAN总线技术的智能温室环境监控系统。 论文在分析温室各个环境影响因子的基础上,提出了智能化温室环境控制系统的总体方案。采用模块化思想,设计了模拟信号采集、数字信号采集以及开关信号控制三类CAN总线智能节点,并采用单总线技术进行现场层数据传输。介绍了温室现场监控系统的硬件电路,完成了温室系统硬件平台的搭建。 系统采用CAN总线作为通讯方式,并在帧结构的基础上采用***技术规范,设计了系统通讯协议。分析CAN模块初始化、CAN报文接收以及发送过程,对通讯模块的软件进行了设计。工控机主动地向智能节点发送数据请求以及控制命令,并对传感器采集的数据进行存储、处理,设计了温室环境监控系统软件,实现对温室环境的控制。 根据温室环境的特点,采用模糊控制方法作为系统的控制策略。通过对输入输出量以及控制规则的分析,设计了温室内温湿度环境监控系统的模糊控制器。并将该模糊控制方法运用于试验基地,对PID控制和模糊控制进行了比较,实验证明模糊控制方法超调量小,调整时间短,控制效果优于PID控制。